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2、!L飛機(jī)部件級(jí)的數(shù)字化柔性工裝設(shè)計(jì)木DesignofDigitalFlexibleAssemblyToolingonAircraftComponent西北工業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院王仲奇康永剛王輝坪楊勃【摘要】基于對(duì)數(shù)字化柔性裝配技術(shù)的深入分析，結(jié)合數(shù)字化測(cè)量和誤差補(bǔ)償方法、工裝模塊化設(shè)計(jì)等，針對(duì)某型號(hào)飛機(jī)前襟翼裝配，設(shè)計(jì)一套數(shù)字化柔性裝配系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)外前襟及其左右對(duì)稱件4個(gè)部件的數(shù)字化裝配，為提高飛機(jī)前襟翼的裝配質(zhì)量穩(wěn)定性和裝配效率，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期提供了保障，同時(shí)為飛機(jī)部件級(jí)數(shù)字化柔性工裝設(shè)計(jì)提供
3、了一個(gè)范例。關(guān)鍵詞：數(shù)字化柔性工裝定位【ABSTRACT】Accordingtotheanalysisofassem-blytechniquesandmethodsontheexistingfrontaircraftflaps，adigitalflexibleassemblymethodoncertainfrontaircraftflapsisproposed，andasetofflexibleassemblytoolingisdesigned．Thissolvesthestatusthatitcannotbereconciledandonlyassemblyasingle
4、productonrigidtooling，astheflexibleonechangesitsstructureandthelocatingofproducts．ThisdigitalflexibletoolingCanas-semblyfourtypesfrontflapsonaircraft，improveassemblyqualityandefficiencyeffectively,andshortenproductioncycle．Keywords：DigitizationFlexibilityAssemblytoolingPosition飛機(jī)部件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，裝配協(xié)
5、調(diào)關(guān)系多，裝配準(zhǔn)確度要求高，裝配難度大，部件級(jí)的工裝設(shè)計(jì)復(fù)雜，設(shè)計(jì)適合于不同部件的數(shù)字化柔性工裝設(shè)計(jì)難度更大，國(guó)內(nèi)目前除了真空點(diǎn)陣式的針對(duì)零件和組件級(jí)的柔性工裝外，很少見(jiàn)部件級(jí)的數(shù)字化柔性工裝系統(tǒng)。隨著各重大飛機(jī)型號(hào)的設(shè)計(jì)要求和使用壽命的不斷提高，飛機(jī)部件作為飛機(jī)的核心件，其裝配精度和性能要求越來(lái)越高，對(duì)部件級(jí)的數(shù)字化裝配技術(shù)與裝配提出了更高的需求，即定位柔性化、制孔機(jī)械化、連接自動(dòng)化、測(cè)量精密化、設(shè)備集成化等。本文針對(duì)某型機(jī)前襟翼結(jié)構(gòu)尺寸小、協(xié)調(diào)關(guān)系復(fù)雜、產(chǎn)品裝配零組件密集等特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一套部件級(jí)的數(shù)字化柔性裝配工裝系統(tǒng)，在一套工裝上可以同時(shí)完成4種襟翼產(chǎn)品的裝配，包括工
6、裝分散定位協(xié)調(diào)體系的設(shè)計(jì)以及工裝的定位穩(wěn)定性設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)的工裝應(yīng)適用于·國(guó)防基礎(chǔ)科研項(xiàng)目(B062006034)資助。同一機(jī)型的4種襟翼產(chǎn)品，包括內(nèi)前襟右件、內(nèi)前襟左件、外前襟右件、外前襟左件，即柔性化設(shè)計(jì)、制造工藝性、數(shù)字化測(cè)量與安裝方法設(shè)計(jì)。本文在分析了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、裝配協(xié)調(diào)關(guān)系及制造工藝性的基礎(chǔ)上，詳細(xì)討論了該數(shù)字化柔性裝配工裝的設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)過(guò)程、制造和安裝特點(diǎn)。1國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀分析飛機(jī)的柔性裝配技術(shù)是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外飛機(jī)數(shù)字化制造的趨勢(shì)和方向，能夠克服當(dāng)前模線一樣板法在模擬量協(xié)調(diào)體系下需要大量剛性工裝且應(yīng)用單一、制造周期長(zhǎng)、費(fèi)用高等缺點(diǎn)。通過(guò)與自動(dòng)制孔技術(shù)、自動(dòng)鉆鉚技術(shù)、數(shù)字
7、化檢測(cè)技術(shù)等的組合，形成飛機(jī)的數(shù)字化柔性裝配技術(shù)，能有效縮短裝配周期，提高和穩(wěn)定裝配質(zhì)量【l】o目前國(guó)外發(fā)展的柔性裝配系統(tǒng)主要有柔性機(jī)翼壁板裝配系統(tǒng)、柔性翼梁裝配系統(tǒng)、復(fù)合材料升降舵柔性裝配系統(tǒng)、機(jī)器人柔性裝配系統(tǒng)、機(jī)身柔性裝配系統(tǒng)等【2】。2003年，美國(guó)EI(Electrolmpaet)公司為AirbusS．A．S生產(chǎn)的柔性高速鉆鉚系統(tǒng)首次用于飛機(jī)機(jī)翼壁板的裝配過(guò)程，僅用5天時(shí)間就完成了翼展達(dá)60．3m的A330—300的機(jī)翼壁板的裝配?？湛凸狙邪l(fā)的系列飛機(jī)機(jī)翼壁板柔性裝配系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了空客A320、A340、A380等機(jī)型機(jī)翼壁板的柔性裝配?，F(xiàn)階段國(guó)外廣泛采用的是多點(diǎn)
8、陣成形真空吸附式萬(wàn)能柔性工裝系統(tǒng)，它是由一組帶真空吸盤(pán)的立柱陣列組成，模塊化的立柱可由程序控制移動(dòng)到三維空間的任何位置進(jìn)行定位，生成與裝配件曲面完全貼合并且均勻分布的吸附點(diǎn)陣，能精確、牢固地夾持壁板以完成鉆孔、鉚接和銑切等工作【3】。目前針對(duì)前襟翼的裝配，國(guó)內(nèi)大部分主機(jī)制造廠，如西飛、洪都等仍大量采用傳統(tǒng)的剛性工裝型架進(jìn)行人工裝配，裝配的自動(dòng)化和柔性化水平較低，數(shù)字量協(xié)調(diào)尚未貫穿到整個(gè)襟翼的裝配過(guò)程中來(lái)。此前，某機(jī)型的前幾架次的生產(chǎn)過(guò)程中，襟翼均采用剛性工裝進(jìn)行裝配，生產(chǎn)出的產(chǎn)品誤差較大，沒(méi)有達(dá)到預(yù)想的效果。裝配過(guò)
